Индукторная машина переменного тока комбинированного возбуждения

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована при проектировании электрических машин индукторного типа. Устройство содержит два пакета роторов 1, 2 и статоров 3, 4, расположенных в общем магнитном корпусе 5. Магнитные системы роторов 1 и 2, установленные на едином магнитном валу 6, представляют собой равномерно чередующиеся магнитомягкие полюса 7, между которыми расположены намагниченные в радиальном направлении постоянные магниты 8. Постоянные магниты ротора одного из пакетов имеют только северную полярность, а другого - южную. Корпус 5 и вал 6 устройства выполняют роль магнитопроводов, через который замыкается магнитный поток. В межпакетном пространстве размещена обмотка управления 9 постоянного тока, а якорная обмотка 10 переменного тока охватывает статоры 3 и 4. Для генерирования выходного напряжения заданной величины между полюсами роторов 1 и 2 выполнен взаимный угловой сдвиг (360/р-360 р/z) до (360/р+360 р/z) Град. За счет выбора диапазона углового сдвига возможна коррекция (улучшение) формы выходного напряжения. Использование одной якорной обмотки, охватывающей оба статора, позволяет уменьшить размеры электрической машины и улучшить ее масса - габаритные показатели при высоком качестве выходного напряжения, что является техническим результатом полезной модели. 1 н.п. ф-лы, 3 ил.

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована при проектировании электрических машин индукторного типа, предназначенных для применения в самолетостроении.

Наиболее близким к полезной модели устройством является однофазная индукторная электрическая машина переменного тока комбинированного возбуждения, имеющая двухпакетную конструкцию. Два пакета роторов и статоров расположены в общем цилиндрическом корпусе. Магнитные системы роторов обоих пакетов, установленные на едином магнитном валу, представляют собой равномерно чередующиеся полюса, выполненные из магнитомягкого материала. Между полюсами расположены намагниченные в радиальном направлении постоянные магниты, полярности которых отличаются друг от друга соответственно пакетам. В межпакетном пространстве размещена обмотка управления постоянного тока. Статор каждого из пакетов охвачен индивидуальной якорной обмоткой переменного тока (1). Наличие двух якорных обмоток, имеющих значительные размеры внутренних лобовых частей, приводит к увеличению осевой длины электрической машины и ухудшению ее масса-габаритных показателей. Кроме того, выходное напряжение генератора имеет относительно низкое качество.

Техническим результатом, которого можно достичь при использовании полезной модели, является улучшение масса-габаритных показателей электрической машины при одновременном повышении качества выходного напряжения.

Технический результат достигается тем, что в индукторной машине переменного тока комбинированного возбуждения, содержащей два пакета роторов и статоров, расположенных в общем магнитном корпусе, магнитные системы роторов обоих пакетов, установленные на едином магнитном валу, представляют собой равномерно чередующиеся магнитные полюса, выполненные из магнитомягкого материала, между которыми расположены намагниченные в радиальном направлении постоянные магниты, причем постоянные магниты ротора одного пакета имеют только северную полярность, а другого - южную, при этом магнитные полюса роторов пакетов сдвинуты друг относительно друга на угол от (360/р-360 р/z) до (360/р+360 р/z) Град., где р - число пар полюсов, z - число пазов статора, в межпакетном пространстве размещена обмотка управления постоянного тока, а статоры обоих пакетов охвачены общей якорной обмоткой переменного тока.

На Фиг.1 представлена конструкция устройства (продольный разрез).

На Фиг.2 и 3 представлена конструкция устройства (поперечный разрез по соответствующим пакетам).

Индукторная электрическая машина переменного тока комбинированного возбуждения (Фиг.1, 2, 3) содержит два пакета роторов 1, 2 и статоров 3, 4, расположенных в общем магнитном корпусе 5. Магнитные системы роторов 1 и 2, установленные на едином магнитном валу 6, представляют собой равномерно чередующиеся магнитные полюса 7, выполненные из магнитомягкого материала, между которыми расположены намагниченные в радиальном направлении постоянные магниты 8. В одном пакете роторов постоянные магниты имеют только северную полярность (Фиг.2), а в другом - южную (Фиг.3). Корпус 5 и вал 6 выполняют роль магнитопроводов, через которые замыкается магнитный поток. В межпакетном пространстве размещена обмотка управления 9 постоянного тока, а якорная обмотка 10 переменного тока охватывает статоры 3 и 4. Магнитные полюса роторов пакетов сдвинуты друг относительно друга на угол от (360/р-360 р/z) до (360/р+360 р/z) Град., где р - число пар полюсов, z - число пазов статора.

Устройство работает следующим образом.

При вращении роторов 1 и 2 магнитный поток Ф, создаваемый постоянными магнитами 8, пронизывает якорную обмотку 10, в которой наводится ЭДС. Рабочий поток Ф имеет три составляющие: основной поток возбуждения, создаваемый ротором 1 в пакете статора 3; основной поток возбуждения, создаваемый ротором 2 в пакете статора 3; осевой поток регулирования, создаваемый постоянными магнитами обоих роторов, который может изменяться с помощью регулирования тока обмотки управления 9.

При отсутствии тока в обмотке управления 9 поток постоянных магнитов частично замыкается через магнитные полюса 7, рабочие воздушные зазоры, зубцы статора и ротора и магнитопроводы (корпус 5 и вал 6).

При увеличении тока в обмотке управления часть магнитного потока, замыкающегося через магнитопроводы, вытесняется в рабочие воздушные зазоры, увеличивая общий рабочий поток электрической машины.

С помощью изменения величины и направления тока обмотки управления можно регулировать величину рабочего потока и, следовательно, выходную мощность генератора.

Для генерирования выходного напряжения заданной величины с использованием общей якорной обмотки, охватывающей оба статора 3 и 4, необходим взаимный угловой сдвиг между полюсами роторов 1 и 2 на одно полюсное деление (360/р-360 р/z) до (360/р+360 р/z) Град. За счет выбора диапазона углового сдвига возможна коррекция (улучшение) формы выходного напряжения.

Данная конструкция электрической машины обеспечивает возможность получения выходной мощности до 100 кВт.

Таким образом, использование одной якорной обмотки, охватывающей оба статора пакетов, позволяет уменьшить размеры электрической машины и улучшить ее масса - габаритные показатели, обеспечив при этом высокое качество выходного напряжения высокого качества.

Хорошие масса - габаритные показатели устройства при высоком качестве выходного напряжения позволяют рекомендовать полезную модель при проектировании индукторных электрических машин переменного тока, предназначенных для использования, например, в самолетостроении.

Источники информации, принятые во внимание при составлении описания:

А.И.Бертинов «Авиационные электрические генераторы», Государственное издательство оборонной промышленности, М., 1959 г, с.378-380.

Индукторная машина переменного тока комбинированного возбуждения, содержащая два пакета роторов и статоров, расположенных в общем магнитном корпусе, магнитные системы роторов обоих пакетов, установленные на едином магнитном валу, представляют собой равномерно чередующиеся магнитные полюса, выполненные из магнитомягкого материала, между которыми расположены намагниченные в радиальном направлении постоянные магниты, причем постоянные магниты ротора одного пакета имеют только северную полярность, а другого - южную, магнитные полюса роторов пакетов сдвинуты друг относительно друга на угол от (360/р - 360 p/z) до (360/р + 360 p/z)º, где р - число пар полюсов; z - число пазов статора, при этом в межпакетном пространстве размещена обмотка управления постоянного тока, а статоры обоих пакетов охвачены общей якорной обмоткой переменного тока.